據(jù)央視報道,，昨天,，我國自主研發(fā)的海底60米多用途鉆機“海牛”號日前在南海深海海試成功,，返回廈門港,。此次海試首次實現(xiàn)了在水深超過3000米的深海海底，對海床進行60米鉆探,，標志著我國具備了深水海底取樣的能力,，我國成為繼美國、德國,、澳大利亞之后第四個掌握此項技術(shù)的國家,。

6月10日，我國首臺重型裝備海底60米多用途鉆機“海?！碧?，隨著“海大”號科考船駛離汕頭港，進入我國南海海域進行深海測試,。

鉆探是礦產(chǎn)資源勘探的最后一步,，也是關(guān)鍵環(huán)節(jié),。通過鉆探取樣分析，可以確定礦藏儲量,、品位和埋藏形態(tài),，為日后開采勾勒出一幅“藏寶圖”。

5月22日,， “海?！碧栐趶B門近海4號錨地首次試水，實現(xiàn)了海上鉆機下放和著底,、姿態(tài)調(diào)平,、海底原位探測、鉆機回收等測試,，通訊,、控制等各系統(tǒng)運行正常，試驗數(shù)據(jù)指標達到預(yù)期效果,。

6月14日,，“海牛”號在南海3000米深海底對海床進行60米鉆探,。

湖南科技大學海洋礦產(chǎn)資源探采裝備與技術(shù)湖南省工程實驗室主任萬步炎帶領(lǐng)的團隊,，承擔的“海底60米多用途鉆機系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用研究”，就是要研制成功可搭載于普通科考船,，在3000米海水深處往地底下“鉆”60米的鉆機,。

在深海鉆機研制領(lǐng)域，50米是道坎兒,。哪個國家擁有超過50米的深海鉆孔深度的裝備,，就擁有了國際先進的深海鉆探能力，能勘探到更大埋深的海底礦產(chǎn)資源,。更關(guān)鍵的是,，根據(jù)聯(lián)合國規(guī)定，公海礦產(chǎn)資源,，遵循誰有能力先勘探,，誰就具有優(yōu)先開發(fā)權(quán)的規(guī)則?！昂Ｅ！碧柧褪沁@樣的利器,，換言之,，“海牛”的海試成功,，讓我國在搶占公海礦產(chǎn)資源開發(fā)權(quán)上多了一分技術(shù)優(yōu)勢,。

據(jù)悉,，“海牛”號腰圍十米,，如果站直了有6米高,，重量僅為8.3噸，“海?！碧栐谥圃鞎r經(jīng)過了嚴格的抗壓試驗,。在水深大約3000米的海底，一個指甲蓋大小的面積,，就要承受300公斤的壓力,。

“海牛”的武器是身上的24根鉆桿,，每根2.5米長,，像左輪手槍的子彈一樣排列在圓盤之上。圓盤旋轉(zhuǎn),，機械手取桿上膛,，鉆進巖層，然后再接入下一根鉆桿,?！昂Ｅ！碧柦有躲@桿的速度非?？?，大概需要兩份五十多秒，而國外的鉆機大概需要好幾分鐘甚至十幾分鐘,。

“海?！碧栐?/span>

鉆頭相當于“海牛”的犄角,，由金剛石和硬質(zhì)合金制成,。科研人員為海牛設(shè)計了3種類型的鉆頭,，一種專門針對硬巖地層,，一種針對沉積巖軟巖地層，還有一種是根據(jù)需要全面鉆進不?。◣r）芯的鉆頭,。

“海牛”號在3000米深的海底“刨地犁地”10個小時候,，終于觸及60米深的深度,。“海?！背鏊?，科研人員卸下從深海不同底層取出的樣本,，除了礦藏，還能告訴人們海洋發(fā)生事件的時間序列,。

“海?！碧柌粌H可以用來鉆孔取芯，還可以原位探測巖石的電阻率,、孔隙率,，以及給孔內(nèi)周邊巖石拍照等。同時,，研發(fā)團隊完全自主研發(fā)的“繩索取芯”關(guān)鍵技術(shù),，使打60米孔由以前的4天~5天縮短為現(xiàn)在的20多小時，大大提高了作業(yè)效率,。

經(jīng)過隨船專家確認,，由湖南科技大學、中國科學院海洋研究所,、和廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局共同研制開發(fā)的“海底60米多用途鉆機”深海試驗成功,。

這次海試成功，也標志著我們國家自主具備了深水海底取樣能力,，并在此領(lǐng)域超越俄羅斯和日本等國,，達到世界先進水平。這項技術(shù)的運用將極大提高我國深海海洋地質(zhì)科學水平以及巖土工程技術(shù)水平的提高,。

“海底60米多用途鉆機系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用研究”是我國863計劃海洋技術(shù)領(lǐng)域主題項目中,，湖南科技大學擔任主持單位，該校獨立自主研制了“海底60米多用途鉆機”“海牛號”,。今年1月中旬,，項目的海上試驗大綱已通過專家組評審。

5月22日,，“海?！碧栐趶B門近海4號錨地首次試水，實現(xiàn)了海上鉆機下放和著底,、姿態(tài)調(diào)平,、海底原位探測、鉆機回收等測試,，通訊,、控制等各系統(tǒng)運行正常，試驗數(shù)據(jù)指標達到預(yù)期效果,。

海底60米多用途鉆機是國內(nèi)首次研制,，缺乏相應(yīng)的海上試驗經(jīng)驗和協(xié)同保障條件，因此海試必須按照“由淺入深,、安全第一”的原則進行,。此次海試主要包括海底60米多用途鉆機本體、海底原位探測儀,、甲板控制與配電系統(tǒng),、移動式海底鉆機配套收放系統(tǒng)、支持母船等內(nèi)容,，為深海試驗積累了經(jīng)驗,，達到了試驗?zāi)康摹?

可勘探可燃冰

萬步炎是我國第一臺深海淺地層巖心取樣鉆機的發(fā)明人，2003年,，鉆探深度只有0.7米,，但那是中國人深海鉆探邁出的第一步；2007年,，他和他的團隊研制出2米深海鉆機,；2010年，研制出20米深海鉆機,；到2014年,，我國的多條海洋科考船都配備了萬步炎團隊所發(fā)明的專利設(shè)備，并利用它在各大海洋鉆了1000多個勘探孔,，成為全球深海鉆機海上應(yīng)用之最,。

現(xiàn)在，萬步炎團隊再次研發(fā)出達世界先進水平的60米海底深孔巖心鉆機,?！?

鉆探深度從20米到60米，看起來只有短短的40米,，但這不是普通的40米,，而是在海水深度3000米以下的40米。

萬步炎表示,，鉆探深度的增加,，就必然會帶來鉆機裝備重量的增加，對一艘普通科考船來說,，海上作業(yè)難度隨之增加,。如何在設(shè)計上進行“輕量化”處理很關(guān)鍵。

我國自主研發(fā)的海底60米多用途鉆機“海?！碧?/span>

無論是相較其他三個國家研制出的50米以深深海鉆機,，還是相較自己研制并在我國已投入使用的20米深海鉆機，“海?！倍际怯袔讉€“?！秉c的：

“操控”牛。萬步炎團隊在裝備的操作軟件上,，花了很大的功夫?，F(xiàn)在,，“海牛”整機自動控制水平較高,，基本上可以做到傻瓜式操作,。這樣一來，對操作工人的技能培訓要求就很低了,。

“體重”牛,。整機的重量僅為8.3噸，而國外超過50米深度的鉆機,，重量都在10噸以上,，而節(jié)省的重量意味著“海牛”具備更大的發(fā)展?jié)摿Α?

“功能”牛,?！昂Ｅ！辈粌H可以用來鉆孔取芯,，即鉆取巖心送到實驗室檢測,，還可以原位探測巖石的電阻率、孔隙率,，以及給孔內(nèi)周邊巖石拍照等,。原位探測，其結(jié)果較取芯送實驗室測試更為準確,?！昂Ｅ！辈粌H可鉆硬巖還可以用來鉆取稀軟的海底沉積物,。

“效率”牛,。萬步炎感到最為自豪的，是團隊完全自主研發(fā)的“繩索取芯”關(guān)鍵技術(shù),。同樣打60米孔,，以前需要4—5天時間，現(xiàn)在可縮短為20多小時,，大大提高了作業(yè)效率,。

“價格”牛。一旦“海?！焙Ｔ囃ㄟ^,，這樣的國產(chǎn)化裝備，價格就可以比進口設(shè)備降低一半至2/3,。

在800米到2000多米深度的海底層,，它的深度壓力，最適合天然氣水合物形成與水的結(jié)合體——海洋礦產(chǎn)資源開采熱點物質(zhì)“可燃冰”。

不難想象,，特殊的海水深度與壓力,，讓可燃冰有了“冰”的狀態(tài)?？扇急坏╇x開了這個海水深度,，就會變成氣體而不以“冰”態(tài)存在了,。因此普通的深海鉆機是無法取樣這樣的物質(zhì)的,。唯一的辦法，就是保持同等壓力的狀態(tài)下,，將可燃冰取出,。這就需要“保壓取芯勘探系統(tǒng)”的研制。

這種裝備的研制,，正是萬步炎想要做的一個突破性工作,。3月，他計劃申請的“十三五”國家重點研發(fā)計劃優(yōu)先啟動的重點研發(fā)任務(wù)“保壓取芯勘探系統(tǒng)研制與應(yīng)用示范”,，通過了湖南科技大學的專家組論證,。萬步炎團隊擬研制具保壓取芯能力的海底鉆機系統(tǒng)，預(yù)計最大鉆進深度能力將達到220米,，可充分滿足可燃冰勘探需求,。

萬步炎介紹，迄今為止,，世界上最先進的海底鉆機的最大鉆孔深度能力僅為200米,，而海底鉆機的保壓取芯能力在世界范圍內(nèi)也沒有完全成功。如果能夠研制成功,，將這種海底保壓鉆機系統(tǒng)應(yīng)用于我國南?；驏|海可燃冰取樣,，無疑是我國可燃冰勘探的巨大成就與進展,，將有力推動我國可燃冰勘探事業(yè)與技術(shù)發(fā)展。

“我們至少需要兩個突破，一個是從60米到220米的鉆孔深度的突破，一個是海底保壓取芯技術(shù)的突破,?！比f步炎說。